کاربرد روش اجزاء محدود در طراحی و ارزیابی عملکرد هورن برش فراصوتی

برش مواد یکی از فرایندهای پرکاربرد صنعتی می باشد که همواره با چالش هایی همراه است. یکی از این چالش ها قابلیت برش مواد با قابلیت کشسانی بالا مانند لاستیک و یا مواد نرم و ترد مانند کیک است. به منظور بالابردن طول عمر ابزار و دستیابی به سطح برش مناسب و دقیق و دست یابی به سرعت برش بالا از فناوری ارتعاشات توان بالای فراصوتی در صنایع مدرن تولید تایر و لاستیک و صنایع غذایی استفاده می شود. طراحی مناسب ابزار برش فراصوتی تضمین کننده عملکرد مناسب و طول عمر ابزار است. طراحی و ساخت هورن های برشی فراصوتی به دلیل تاثیرگذاری عوامل متنوع در شکل و ابعاد قطعه از پیچیدگی هایی برخوردار است. در مقاله حاضر اثر پارامترهای ابعادی طراحی هورن، بر دو عامل خروجی مهم یعنی فرکانس تشدید شکل مود ارتعاش طولی و یکنواختی ارتعاشات سطح جلو تیغه برش فراصوتی از جنس آلیاژ تیتانیوم مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان داده است که با استفاده از بهبود طراحی در نرم افزارهای اجزاء محدود می توان به یک تیغه برشی با فرکانس نزدیک به فرکانس نامی طراحی و با بیشترین یکنواختی دامنه ارتعاشی در سطح جلو هورن دست یافت.